夯锤重量对强夯法施工参数的影响
强夯施工中施工参数和强夯效果的分析
２ Ｐ 。立磨部位强夯后的地基 承载力特征值 为 ３５ｋ ａ ２ Ｐ 。 性粉土（ Ｑ ）褐黄 色 ～黄褐 色 ， ： 系新 近沉 积 ， 含煤 屑 、 砖屑 、 少量 ３ ５ｋ ａ ｂ 工程实例二 ： ． 强夯后的地基 承载力特征值为 １０ｋ ａ ５ Ｐ 。 碎石土 ， 部夹有较厚 碎石透镜体 ， 局 夹薄层 砾砂 、 角砾 ， ～高压 中 缩性 ， 稍密状态 ， 湿 。可见 白色钙质 条纹 及钙 质结 核 ， 隙发 稍 孔 育， 具湿 陷性 ， 平均厚 度 ６ １ ．１ｍ。③ 角砾 （ ： Ｑ ） 杂色 ， 稍湿 ， 含较
强夯施 工 中施工 参数 和 强 夯效 果 的分 析
马 俊 刚
摘 要： 以山西金圆水 泥有 限公 司 ４０ ０ｔｄ水泥熟料 生产 线地基处理工程和 阳泉煤业集团铝化堆场地基工程为例， ０ ／ 结合
工程地质条件 ， 介绍 了采用强夯法施工的施工参数和强夯效果， 并对其进行 了分析评价 ， 出了有益结论， 得 以期指导施工。 关键词： 强夯法， 地基处 理， 效果 ， 评价 ， 结论
的 目的 。
１ ２ 工 程 买例 二 ．
１地质条件 ： ） 本场地地基土主要为杂填土 ， 成分以碎石土 、 铝 泥熟料生产线地基处 理工程 。在 天然地基 无法满 足设计 要求 的 矾石碎块等为主 ， 填埋深度约为 ２ 属于新 近回填土。 ０ｍ， 前提下 ， 对其进 行强 夯处理 ， 处理后 地基 承载力特 征值满 足了设 ２ 主夯能级为 ３０ｔｍ， ） ０ ・ 夯锤 直径 ２ ６Ｉ， ． ｌ夯点按正三角形布 ｌ － 计要求 ， 区域 的湿陷性全 部消除 ， 经济和技术 方 面取 得 良 置 ， 局部 在 间距 ４ ５ｍ， ． 主夯点分两遍完成 ， 第一遍夯单排点 ， 单点夯击次 好的效果 ， 深受建设方 和有关人士的好评 。 数为 １ 击 ； ２ 第二遍夯 双排点 ， 单点夯 击次数为 １ 击 ， 锤标准 以 ０ 停
铁路路基施工中强夯法的应用分析
铁路路基施工中强夯法的应用分析摘要：本文结合铁路路基工程实践，分析影响强夯法的因素，介绍施工过程中的质量控制措施，对强夯处理的铁路路基效果进行评价，消除路基施工中的缺陷，降低路基工后沉降，保证路基工程质量。
关键词：铁路；路基；施工技术；强夯法中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：1 影响强夯处理效果的因素国内外大量试验研究和工程实例资料表明，影响强夯处理效果的因素主要与夯锤重量、落距、夯击次数及间隔时间、夯击遍数、夯击点布置、锤底单位压力、地基土性质、不同土层厚度和埋藏顺序、地下水位等密切相关。
1.1 夯击能对强夯处理地基效果的直接影响夯击能是指对地基土施加能量的总称，包括单击夯击能和夯击次数概念、单击夯击能锤重和落距的选择。
锤重越大，落距越高，单击夯击能越大，夯击次数越多，加固效果越好。
由于受场地条件及起重机械起重能力的制约，常用的夯锤质量为10～25t，最大夯锤质量达40t，落距一般为10～40m，单击夯击能一般为1000～8000kn·m。
夯击次数以夯坑压缩量最大、夯坑周围隆起量最小原则确定。
实践表明，单击夯击能决定强夯加固的有效范围，夯击次数主要是提高有效范围的加固效果，当然对加固的有效范围也有一定影响。
1.2 夯击遍数及夯击间隔时间的影响地基土渗透性强弱不同，渗透性强的粗粒土夯击次数可少一些，渗透性弱的细粒土夯击次数要多一些。
此外，由于受土中超静孔隙水压力的消散时间影响，两次夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散。
1.3 夯击点的布设及夯击间距的影响夯击点及夯击间距的合理布设是保证夯实效果的前提，夯击点的布设及夯击间距的确定与地基土的类型和处理深度密切相关。
夯击点的布设形式一般有正方形、等边三角形及梅花形排列等。
对细粒土地基，夯击点间距宜较大，便于土中超静孔隙水压力的消散，当强夯处理深度较大时，第一次夯击的夯击点间距不能过小，防止夯击时在浅层形成密实层而影响夯击能量向深层的传递。
强夯法有效加固深度的确定方法与判定标准
强夯法有效加固深度的确定方法与判定标准有效加固深度的影响因素很多，可分为两类：内因（地基土性质（粒径、相对密度、饱和度等），不同土层的厚度和埋藏顺序，地下水位等）；外因（主要是施工工艺因素，包括锤重，锤形，锤底面积，落距，夯点击数，夯击遍数（单位面积夯击能），间歇时间等），都与有效加固深度有着密切关系。
另外，测试方法和时间也会影响有效加固深度的判定。
鉴于强夯法有效加固深度问题的复杂性，国内外许多学者和工程技术人员致力于此问题的研究。
研究主要集中在四个方面：一是根据什么标准确定，它的实质是如何定义强夯有效加固深度；二是确定方法，目前提出的确定强夯法有效加固深度的方法有几十种之多；三是在工程实践中的检验方法和判定标准；四是如何对待介质的不均匀性和测得指标的分散性？随着强夯法使用范围的日渐扩大，有效加固深度的确定方法和判定标准问题愈加突出。
首先应明确有效加固深度的定义。
L.Menard在提出公式MH>D2时(M为夯锤重量(tonnes)，H为落距(m)，D为有效加固深度(m)，采用了“欲加固土层深度”一词，而未有明确定义。
国内外各种文献资料在对强夯法的处理深度上有称“加固深度”，也有称“影响深度”、“处理深度”等等，提法有七、八种之多。
J.K.Mitchell认为有效加固深度的定义依赖于测试方法和工程师对强夯法加固本质的理解。
在比较分析了各种提法之后，笔者建议采用“有效加固深度”一词，因为：1、需采用强夯法加固处理的地基，都是因为在一定深度内地基土性状不能完全满足工程承载力、变形或稳定性的要求；2、强夯法能够使一定深度内地基土的不利性状，在一定程度上得到有效改善；3、何为“有效”？在一定深度处满足了工程设计要求即为有效。
“有效加固深度”言简意赅，不仅和强夯的“影响深度”易于区分，而且用语和国家行业标准一致。
规范虽采用了有效加固深度的用语，但没有明确界定，建议规范明确界定有效加固深度的深刻内涵和量化指标，避免由于概念分歧在经济合同中产生歧义，造成经济纠纷。
强夯法的施工参数
强夯法的施工参数强夯法是一种常用的地基处理方法，其施工参数对于工程质量和效果具有重要影响。
本文将从强夯法的施工参数入手，探讨其对工程质量和效果的影响。
强夯法的施工参数包括夯击能量、夯击频率、夯击深度和夯击次数等。
其中，夯击能量是指每次夯击时锤头的动能，通常以Joule（焦耳）为单位。
夯击频率是指每分钟夯击的次数，通常以次/分钟为单位。
夯击深度是指锤头在地面上下落时所达到的最大深度，通常以米为单位。
夯击次数是指在一定范围内夯击的总次数，通常以次为单位。
夯击能量是影响强夯法效果的重要参数之一。
夯击能量过小，无法达到有效的压实效果；夯击能量过大，容易造成地基破坏。
因此，在施工中需要根据地基的情况和要求，合理控制夯击能量，以达到最佳的压实效果。
夯击频率也是影响强夯法效果的重要参数之一。
夯击频率过低，无法达到有效的压实效果；夯击频率过高，容易造成地基破坏。
因此，在施工中需要根据地基的情况和要求，合理控制夯击频率，以达到最佳的压实效果。
夯击深度是影响强夯法效果的重要参数之一。
夯击深度过浅，无法达到有效的压实效果；夯击深度过深，容易造成地基破坏。
因此，在施工中需要根据地基的情况和要求，合理控制夯击深度，以达到最佳的压实效果。
夯击次数是影响强夯法效果的重要参数之一。
夯击次数过少，无法达到有效的压实效果；夯击次数过多，容易造成地基破坏。
因此，在施工中需要根据地基的情况和要求，合理控制夯击次数，以达到最佳的压实效果。
强夯法的施工参数对于工程质量和效果具有重要影响。
在施工中需要根据地基的情况和要求，合理控制夯击能量、夯击频率、夯击深度和夯击次数等参数，以达到最佳的压实效果。
强夯要求(参考)
强夯的一些要求一、强夯部位及范围按照图纸要求二、强夯标准1、设备要求：强夯法处理路基采用单机夯击能1000 KN •m，夯锤为铸铁锤，锤重大于10t，夯锤设置上下贯通的排气孔，锤底直径2.0 m—2.5 m；起重机选用25t吊车，下落方式为自由落体。
2、夯击高度：强夯施工的设备夯锤锤重、起吊高度应满足各级夯击能要求。
按20t锤重，达到1000kN•m夯击能，强夯落距h=5.0 m 按10t锤重，达到1000kN•m夯击能，强夯落距h=10.0 m3、夯击遍数：应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2～3遍，最后再以低能量满夯一遍。
对于渗透性弱的细粒土，必要时夯击遍数可适当增加。
4、其它标准：最后两击的平均夯沉量不大于25mm，当单击夯击能量较大时，不大于50mm；夯坑周围地面不应该发生过的隆起；不因夯坑过深而发生起锤困难；台背回填强夯施工中应注意避免对桥面、耳背墙等造成损坏。
二、施工工艺流程1、测量放样，清理并平整施工场地。
2、标出夯点位置，并测量场地高程。
3、起重机就位，使夯锤对准夯点位置。
4、测量夯前锤顶高程。
5、将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。
6、按招标文件规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；点夯的夯击次数用最后两击的夯沉量≤25mm （50mm）控制。
7、用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。
三、检测指标1、检查强夯点夯的位置是否符合设计。
2、检查强夯的单点夯击能是否达到要求，是否满足最后两击沉降量≤25mm（50mm）。
3、检测频率：填挖结合部：3点/20米；台背：每侧3点。
4、记录全段满夯后的沉降量。
四、现场管理要求每一处的强夯要求项目部自检人员到位，监理全过程旁站，现场填写强夯施工原始记录。
浅谈强夯法地基处理有效加固深度
浅谈强夯法地基处理有效加固深度对于建筑施工来说，最希望达到的目的就是尽可能的简便操作，从而能够有效的提高建筑施工的效率、降低建筑施工的成本。
经过多年的实际施工经验证明，强夯法在加固地基的过程中相比较其他方法而言具有设备简单、经济性能高、能够全面适用、对施工人员的操作水平需求低等一系列的突出性优点。
但是，随着这种方法的应用也逐渐显示出它的弊端——无法较为准确的进行计算。
当前关于强夯法地基处理有效加固深度的计算方法多种多样，本文选取具有代表性的计算方法进行实际比较，对比不同计算方法间的数值差异。
1.基本理论概述1.1强夯法及其原理概述我国在上个世纪七十年代中期成功引进了该种技术。
就强夯法而言，刚刚被提出的时候只能适用于砂土等非粘性地基，但是发展到现在强夯法已经可以成功的应用于粘性土地基。
强夯法的主要操作方法是通过重力作用使一个巨型重锤作自由落体，通过巨锤自由落体产生的惯性力反复锤击地基土壤表面，从而进一步夯实地基，这样可以使地基土壤的孔隙变小、增加其密度，提高使用性能。
通过强夯法可以有效的实现土体的孔隙压缩、土体部分液化等作用。
1.2有效加固深度概述目前关于有效加固深度还没有一个较为统一的概念，本文认为所谓的有效加固深度指的是以开始的起始待夯面为标高（以平整地面为基础），通过强夯措施使得不能完全满足工程施工需要的地基土，通过反复的夯实，无论是在强度还是变形等方面，都能够达到一定的标准，从而满足最终的使用性能。
就目前来说，国内外关于有效加固深度的计算也没有一个统一的方法，所有的理论都处于不成熟的状态。
这主要是由于在不同的施工中所采用的土体不一，这就给计算加固深度带来了很大的不确定性。
2.强夯法地基处理有效加固深度2.1强夯法地基处理有效加固深度的判断规则有效加固深度的判断规则应该根据不同的地基土体以及不同地基的目的加以区别。
（1）对于主要以抗震液化为目的的细砂类地基，在施工中可以选取夯实后不再出现抗震液化的土层作为有效加固深度；（2）对于把消除湿陷作为主要目的的黄土地基，则把消除湿陷现象的深度作为标准；（3）对于主要以减少地基下沉为目的的，则以每一层的2.5%为基础。
强夯影响因素综述
强夯影响因素综述摘要：本文就强夯施工中的土粒比重、土的含水率、土的密度、夯击面、夯锤重和落距等，做一个综合考虑，分析出各因素对地基处理效果的影响，以供以后施工参考。
关键词：强夯土的特性夯击能夯沉量图1 各因素相互影响结构图1.引言近年来，很多大型土石方工程开始新建，在诸多工程中，地基处理问题首当其冲，地基问题有很多种，处理方法也有很多种，其中土基的湿陷性问题尤为常见，而其中的一种处理方法：强夯，应用的也越来越广泛。
湿陷性黄土的垂直大孔性、松散多孔结构和遇水即降低或消失的土颗粒间的加固凝聚力，是它发生湿陷的两个内部因素，而压力和水是外部条件。
地基处理的目的是改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生。
强夯法就是针对湿陷性黄土的特性，采用起重机将大吨位的夯锤提升到一定高度，使其自由下落，通过对地基施加很大的冲击能，使地基强度提高，土的压缩性降低，消除黄土的湿陷性，以达到地基加固的目的。
重锤冲击致使土颗粒破碎或产生水间的相对移动，使微结构破坏，从而使孔隙中气体迅速排出或压缩，孔隙体积减小，从而形成较密实的土体结构。
旁边的图2和图3可以比较形象的给出强夯的效果。
有关强夯的论文有很多，地基土强夯加固的机理较为复杂，现有的设计计算方法基本上都是经验性或半经验性的，至今尚未形成一套完整的设计计算理论，目前很多工程实用中，通常根据现场试夯结果最后确定正式的强夯施工参数。
比如在南水北调中线安阳鹤壁段的地基处理，强夯段的施工过程中，很多都是先选择一个典型处理带，也就是试夯区，进行试夯，试夯结束后，提取地基的相关指标，比如湿陷性系数等，看是否满足要求，如果不能满足要求，再在原有实验的基础上进行改进，每遍的夯击间隔一般为3到4周，整个做下来可能要两个多月，严重影响了施工的进度。
强夯法在高速公路的修建，水利工程中，应用较为广泛，强夯法本身来说，设备简单，施工工艺简便，工程造价低，施工条件易满足，但是要想准确的把握其施工效果，并非易事。
强夯法与重锤夯实法有哪些不同
强夯法与重锤夯实法有哪些不同强夯法，是指将十几吨至上百吨的重锤，从几米至几十米的高处自由落下，对土体进行动力夯击,使土产生强制压密而减少其压缩性、提高强度。
这种加固方法主要适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土,如砂土、碎石土、山皮土、粉煤灰、杂填土、回填土、低饱和度的粉土、粘性土、微膨胀土和湿陷性黄土，对饱和的粉土和粘性土无明显加固效果。
重锤夯实地基是用起重机械将夯锤（2吨-3吨）提升到一定高度，然后自由落下，重复夯实地基表面。
使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。
在建筑工程中，地基基础工程是非常重要的一部分，在整个建筑工程中起着坚实的作用，建筑工程软基础处理方法中存在着重锤夯实法和强夯法两种方法，但是很少有人知道强夯法和重锤夯实法它们之间的区别，今天就来给大家分享一下两者之间的区别：首先需要确定的是强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的一种地基处理方法，但就其加固原理、实用土质、施工设备、操作工艺和加固效果而言，又和重锤夯实法有着很大的区别。
1、加固原理不同；首先重锤夯实法夯击能量较小，一般不超过500KN.m,而强夯法冲击能力较大一般可达2000-10000KN.m；强夯法加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土时，是基于动力压密的概念，而强夯法加固饱和土时，则是借助于动力固结的理论。
2、适用土质不同；重锤夯实法主要来夯实厚度不大于3m的回填土，特别适用于砂性较大的轻亚粘土、亚粘土构成的素填土。
强夯法是使土体受夯击后产生很大孔隙水压力，孔隙水可从由锤击而产生的裂缝中流出，从而改变土的结构，所以这种地基加固方法既适合非饱和土，也适合饱和土。
3、施工机具和施工工艺差别；重锤夯实法锤重一般2-4t，落距一般3-5m,施工方法采用满夯搭接的形式。
而强夯法所用锤重至少80KN，落距大于6m,施工方案一般采用跳夯，主要因为强夯法能量大，每个夯坑沉降大，除竖向压缩外还有侧向挤出，因此两个夯坑必须保持一定距离。
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夯锤重量对强夯法施工参数的影响
如何选择强夯处理工程地基中的有关施工参数，直接关系到地基的加固效果。
通过对下落锤体对地基土体的冲力作用进行对比，在同一单击能量（机械提升能量）情况下，采用重锤低落距与轻锤高落距强夯方案处理地基工程的不同点。
1、问题的提出
由于强夯法处理地基基础具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点，因此越来越广泛地被应用于变电站、电厂、工民建、公路等地基处理工程，但目前强夯法处理地基基础理论研究尚不成熟，实际工作中多凭经验或参照已建工程，对现场实际地基土质情况进行试验判定后，选择具有特殊和代表性区域进行试夯，来确定锤重和高度计算冲击能，拟定某一工程地基的强夯方案，由于一般要进过多次试锤，因而造成强夯施工成本增加不尽经济合理。
本文通过阿克苏220千伏变电站基础强夯的施工实例，充分论证下落锤体对地基土体的冲击理论分析，并引入已有资料验证，提出了在基础加固条件允许且具有相同的单击能量（或提升机械能）
和加固影响深度的情况下，重锤由于对地基土具有更大的冲击力，加固效果优于轻锤，对更经济合理地应用强夯法加固基础工程具有一定的实际意义。
2、理论分析
目前，强夯法加固基础工程用以选择锤重和落距的基本依据为国内、外学者所提出的加固影响深度的梅纳公式：
H=α√wh/10 ?（1）
式中 H――加固影响深度，m；
w――锤重，kN；
h――落距，m；
α――与加固地基土类别有关的系数。
在式（1）中，当基础的加固影响深度选定后，我们即可由拟定的锤重确定相应的提升高度或由拟定的提升高度确定锤重。
由于式（1）仅反映了夯击能量对基础的加固影响，而忽略了下落锤体对接触土体所产生的瞬间冲力效果评价，即动量的影响因素。
因此，我们有必要在夯实机具设备允许且提升能量（单击能）不变的情况下，对重锤低落距和轻锤高落距对基础加固效果进行比较。
为便于分析，现拟定两种锤重，即重锤W1和轻锤W2，相应的提升高度分别为h1和h2，并设
w 1=2w2 （2）
h1=h2/2 （3）
则重锤的加固影响深度为
H1=α√w1h1/10 （4）
重锤单击能（或提升机械能）为
（5）
轻锤的加固影响深度为
H2=α√w2h2/10 （6）
轻锤单击能（或提升机械能）为
（7）
式中 E1i，E2j――分别为重锤第i次单击能（或第i次提升机械能）及轻锤第j次单击能（或第j次提升机械能），kN.m；
Δ1i，Δ2j――分别为重锤第i次、轻锤第j次的单击夯沉量，m。
在实际工程中，近于相等，且有因此为便于分析，取并将式（2）、（3）代入式（4）～（7）即可获得H1=H2、E1i=E2j，即轻重两锤具有相同的加固影响深度和单击能量（机械一次提升能量）。
现讨论两锤对地基土体的冲击力。
如忽略空气和其它对锤体的阻力，根据自由落体运动，两锤体落地时的瞬时速度分别为（忽略夯沉量）：
（8）
（9）
两锤对地基土体的冲量分别为
（10）
（11）
则重、轻两锤的冲量之比为：
（12）
可见，在单击能量或提升机械能相同的情况下，重锤低落距较轻锤高落距的冲量大√2倍。
由于重锤的较大冲力，在锤体进入土体后，相对减速慢，所以土体压密加固效果好于轻锤高落距，因而可有效减少单点的总夯击次数，大大提高强夯机具的工作效率，实现缩短工期、降低工程成本的目的。
3、结语
经过三年多对阿克苏220千伏变电站建筑物、构筑物的沉降观测，未发现异常沉降，变电站运行安全可靠；因此强夯法是目前基础处理中的一种行之有效的经济方法，如何合理地确定施工中的有关参数就显得十分重要，在提升机具允许的情况下，采用重锤强夯法具有更好的经济效益。
由于采用重锤强夯因而要求与其相配套的提升动力也较大，所以我们在确定锤重参数时，除了应
尽量选取较重的锤体外，还要考虑现有提升机具所具备的提升动力，以使强夯方案制定得更加经济合理。